太陽光発電太陽エネルギー

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太陽光発電

45約フランスの緯度は太陽が年1500kwh /㎡であるから、潜在的に使用可能なエネルギーを°と推定されています。

地図フランスensoillementを参照してください。フランスの日射DNI.

現在の利回りで約10%を15するには150 225kwh /m².anで得られます。


いわゆる「統合されていない」ソーラーパネル。

PV動作原理

太陽電池は、半導体材料で構成されています。 これらは、太陽光が、これらの材料の電子を励起するので、このように電気負荷に電力を太陽により供給されたエネルギーを変換することが可能です。 これらの材料の吸収曲線は、シリコンのため1,1マイクロメートルである境界波長までの低波長を開始します。

シリコン太陽電池の主要な構成要素です。

(CEAサイトから)光電セルの物理学


光電池の動作図。

シリコンは、その最外殻の4つの電子の存在(表メンデレーエフの列IV)によって特徴づけ、その電気的特性のための太陽光電池、のために選択しました。 固体シリコンでは、各原子は4近傍に接着され、最外殻のすべての電子が結合に関与します。 ケイ素原子が列V(例えばリン)の原子で置換されている場合、電子の一つが結合に関与しません。 したがって、ネットワーク内で移動することができます。 電子伝導、半導体そこには、n型ドープ言われています。 代わりに、ケイ素原子をカラムIII(例えば、ホウ素)の原子で置換されている場合は、すべてのリンクを実行する電子を欠いている、電子は、このギャップを埋める来ることができます。 私たちは、スルーホール導通があることを言うと、半導体はp型ドープ言われています。 例えば、ホウ素やリンなどの原子がシリコンをドーピングしています。

n型半導体は、p型半導体に接触したとき、nは材料中の過剰電子は、p材料中に拡散します。 面積は当初、ドープされたn正に帯電し、最初にドープされたp領域が負に帯電してしまいます。 したがって、ゾーン内の電子をプッシュする傾向があり、ゾーンNとPとの間に電界を生成し、平衡が確立されます。 接合が作成され、nおよびpは上に金属接点を加算したダイオードであるしました。
このLEDが点灯しているとき、光子は材料に吸収された各光子は電子と正孔(電子 - 正孔対として知られる)を生じさせるています。 ダイオード接合は、n及びpコンタクトとの間の電位差を作り出す、電子と正孔を分離し、抵抗は、ダイオード(図)の接点との間に配置された場合に電流が流れます。

利用可能な技術。

現在のモジュールは、それらが使用する型シリコンに応じて異なります。

  • シリコン単結晶:太陽電池は、プラスチック封筒に封入されたシリコン結晶に基づいています。
  • 多結晶シリコン:太陽電池は、シリコン多結晶の単結晶シリコンよりも製造が安価基づいて、も幾分低い収率を有しています。 これらの多結晶体は、電子グレードシリコンのスクラップを溶融することによって得られます。
  • アモルファスシリコン:「スプレッド」パネルは、高エネルギーのアモルファスシリコンでできており、フレキシブルストリップで提供され、完璧なアーキテクチャインテグレーションが可能です。

電池メーカー。

太陽電池を製造する5大企業は世界市場の60%を共有しています。 これらの日本企業シャープ、京セラ、BPソーラー米国企業とAstropower、およびドイツのRWEショットソーラー。 日本は世界で太陽電池セルのほぼ半分を生成します。

太陽光発電の応用

現在、アプリケーションの主な分野は、単離された住居だけでなく、科学的なデバイスのためのそのような地震計のとおりです。

このエネルギーを使用した最初の領域は、宇宙分野です。 確かに、すべての電気エネルギーquasiement衛星(いくつかの衛星はスターリング小型エンジンを持っている)太陽光発電によって提供されています。

メリット

  • 使用するクリーンな電力と持続可能な開発の原則の一部であり、
  • 人間のスケールで無尽蔵などの再生可能なエネルギー源、
  • ナショナルグリッドに接続するための重要なチャネルグリッドの開発せずに、またはそのようなことは不可能である山のように遠隔地の国で使用されます。


パワーグリッドの例は、グアドループスーフリエール火山の地震計の光起電性パネルによって供給します。

デメリット

  • それはハイテクから来るので、太陽光発電コストが高く、
  • コストは、ピーク電力に依存し、ピークワットの現在のコストは、太陽電池の3,5 550約€€/㎡程度です、
  • 太陽電池の電流効率は、(一般大衆のための約10%)をかなり低いまま、したがって、唯一の低消費電力を実現します
  • 非常に限られたが、成長している市場
  • 最大の需要が夜のときの電力生産は日にのみ行われます
  • 電気のストレージは、現在の技術では非常に困難なもの(電池のeconological非常に高いコスト)であります
  • 寿命:20から25年後、シリコンが結晶化してセルを使用不能にした後、
  • 汚染の製造:いくつかの研究では、細胞を製造するために使用されるエネルギーは生産の20年の間に収益性の高い行われたことがないと主張し、
  • 細胞の寿命リサイクルの同じ端部には、環境問題を提起します。

詳細:
- 太陽光発電のエネルギーバランス
- ソーラーフィールドのフランス地図
- 建物集積太陽光発電システムにおける(CEA文献)

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